Remediasi Pasir Terkontaminasi Dengan Metode Batch System dengan Peningkatan Surfaktan Berbahan Baku Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Secara alamiah unsur atau senyawa logam berat terdapat dalam sedimen, air atau
organisme laut namun kadarnya sangat rendah. Pada kondisi ini unsur atau senyawa
logam berat tidak bersifat racun, sifat racun logam berat yang berbahaya akan timbul
bila kadarnya meningkat [1]. Terlepasnya kontaminan ke lingkungan tidak dapat
dihindari, hal ini merupakan proses karena adanya pabrik-pabrik serta akibat dari
proses penanganan limbah dan pembuangan sampah akhir. Setelah terlepas ke
lingkungan, kontaminan akan bereaksi secara cepat, sulit terdekomposisi oleh
makhluk hidup dan kadang juga sangat lambat terserap oleh makhluk hidup dan
terakumulasi di dalamnya [2].
Di antara semua teknologi remediasi untuk mengurangi hidrofobik pasir yang
terkontaminasi organik, pencucian adalah cara yang efektif dan ekonomis. Metode
ini merupakan proses in situ, di mana cairan pencucian diterapkan ke permukaan
media yang terkontaminasi atau diinjeksikan ke dalam zona terkontaminasi jenuh.
Teknik ini memindahkan polutan dengan menggunakan media air, uap, dll dan
mengekstraknya keluar dari tanah. Untuk teknik ini, matriks pasir harus dapat
terserap (berpori) dan polutan harus bersentuhan langsung dengan media yang

digunakan [3]
Penggunaan surfaktan untuk meningkatkan pengurangan dari kontaminan pasir
telah secara luas dipelajari dalam beberapa tahun terakhir. Surfaktan anionik
biasanya dipilih untuk pencucian kontaminan karena kadarnya yang lebih rendah
terhadap adsorpsi di pasir dibandingkan dengan kationik dan nonionik [4]. Selain itu,
natrium dodesil sulfat (SDS, CH3(CH2)

11SO4Na),

sebuah anion surfaktan dengan

konsentrasi misel kritis (CMC) dari 8 mM, dapat diuraikan oleh bakteri dan mudah
terurai oleh tanah atau air [5].
Surfaktan bisa digunakan sebagai campuran atau sebagai bahan aditif seperti
alkohol atau garam sebagaimana sodium klorida. Agen ini akan lebih efektif dalam
mendorong komponen organik dari kelarutan air rendah dan daya larut lemak tinggi
dengan menurunkan daya tegang antarmuka dan bentuk misel encer. Bahan ini juga

1
Universitas Sumatera Utara

bisa digunakan sebagai ekstraktan untuk mentransfer ion logam dari larutan encer
menjadi fasa organik. Mekanisme yang memungkinkan untuk ekstraksi dari logam
berat oleh surfaktan yaitu pertukaran ion, pengendapan, dan pengikatan ion. Polimer
atau busa bisa ditambahkan untuk mengontrol gerakan dari kontaminan [6].
Pencucian pasir in situ bisa terbatas berdasarkan beberapa alasan, khususnya :
1. Media pasir telah terkontaminasi dalam jangka waktu yang lama dan
menunjukkan pola dua fase desorpsi dengan tahap awal cepat (menit-jam)
dan selanjutnya fase lambat (hari-tahun).
2. Sifat heterogen pasir yang menyiratkan bahwa daerah dengan konduktivitas
hidrolik rendah mungkin ada, dimana kontaminan harus berdifusi selama
periode waktu yang panjang ke lapisan pencuci yang lebih efektif.
3. Tingkat kelarutan yang lambat pada hidrofobik [7]

2

Universitas Sumatera Utara

Beberapa Penelitian Remediasi Pasir Terkontaminasi Dengan Surfaktan
yang telah dilakukan disajikan pada tabel 1.1 :

Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu Remediasi Pasir Terkontaminasi dengan Surfaktan
No.
1.

Peneliti

Judul

Hasil

Christina S.

Evaluation of soil flushing of

Penghilangan logam berat

Kanga; Han S.

complex contaminated soil: An

(Zn dan Pb) dan minyak

Kim; Jonghwa

experimental and modeling

bumi (HPos) dari

Kim Sung Mi

simulation study

kontaminasi tanah diuji oleh

Yun(2015)

pencucian tanah. Adanya
penghilangan 85,6% Zn, 62%
Pb, dan 31,6% dari HPO.

2.

Anhua Long;

Surfactant flushing remediation

Ketika surfaktan dilarutkan

Hui Zhang;

of toluene contaminated soil:

pada konsentrasi tinggi,

Yang Lei (2013)

Optimization with response

monomer akan terakumulasi

surface methodology and

ke dalam kelompok, yang

surfactant

disebut ''misel''. Konsentrasi

recovery by selective oxidation

ini dikenal sebagai CMC.

with sulfate radicals
3

Chenju Liang,

Evaluation of Surfactant

Pembilasan merupakan

Cheng-Lin

Flushing for Remediating EDC-

metode yang efektif dan

Hsieh(2015)

tar Contamination

ekonomis karena merupakan
proses in situ.

4

Hao Wang,

Enhanced flushing of

Sebagai jenis senyawa

Jiajun

polychlorinated biphenyls

amfifilik memiliki konstanta

Chen(2012)

contaminated sands using

dielektrik rendah, surfaktan

surfactant foam: Effect of

dapat meningkatkan

partition coefficient and sweep

kelarutan senyawa organik

efficiency

dengan menurunkan
tegangan antarmuka

3

Universitas Sumatera Utara

Hasil beberapa penelitian terdahulu yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan
bahwa logam berat dari pasir terkontaminasi berhasil terdesorpsi dengan peningkatan
surfaktan pada batch system. Dalam studi ini penulis meninjau pengaruh variasi
pengadukan shaker, konsentrasi surfaktan (SDS), terhadap kemampuan mencuci /
remediasi pasir terkontaminasi pada batch system
1.2

Perumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah:

1. Bagaimana pengaruh variasi laju pengadukan shaking terhadap pencucian
remediasi pasir terkontaminasi.
2. Bagaimana pengaruh konsentrasi SDS terhadap logam berat yang
dihilangkan dari remediasi pasir terkontaminasi.

1.3

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan:
1.

Mempelajari

pengaruh

variasi

laju

pengadukan

shaking

terhadap

pencucian/remediasi pasir terkontaminasi.
2. Mempelajari pengaruh konsentrasi SDS terhadap logam berat yang didesorpsi
dari remediasi pasir terkontaminasi.
1.4

Manfaat Penelitian
Adapun Manfaat dari penelitian ini adalah
1. Mengetahui kemampuan pasir dalam mengadsorpsi logam Cd2+ pada kasus
studi ini.

2. Mengetahui kemampuan surfaktan dalam

mendesorpsi

logam Cd2+

kontaminan.
3. Memberikan informasi mengenai teknologi remediasi dengan surfaktan pada
batch system.
1.5

Ruang Lingkup Penelitian
Adapun ruang lingkup dari penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia dan
Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
2. Penelitian ini terdiri dari dua tahap: kontaminasi pasir dan pencucian pasir.

4

Universitas Sumatera Utara

Bahan baku utama yang digunakan adalah pasir putih yang diperoleh dari
Pantai Wisata di Kecamatan Pantai Cermin, Kabupaten Serdang Berdagai,
Sumatera Utara dan Larutan ion logam Cd2+ (kadmium) yang diperoleh dari
Pembuatan Larutan Cd2+ dari padatan Cd(CH3COO)2.2H2O. Peralatan yang
digunakan dalam penelitian ini adalah propeller, kontainer plastik, shaker,
saringan mesh 20, pH meter, gelas ukur, beaker glass 1 Liter, corong,
erlenmeyer, neraca analitik, cawan, termometer, pipet tetes, cutter, statif dan
klem.
3. Variabel – variabel pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
A. Variabel tetap untuk kontaminasi pasir :
a) Ukuran mesh pasir

: 20 mesh

b) Berat pasir

: 100 gram

c) pH

: 4,5 [8]

d) Kecepatan pengadukan

: 100 rpm [8]

e) Lama pengadukan

: 2 jam [8]

f) Konsentrasi Larutan

: 50 ppm

g) Suhu

: 25 °C (298 K)

h) Volume larutan

: 100 mL [8]

B. Variabel tetap untuk pencucian pasir:
a) Ukuran beaker glass

: 1000 ml

b) Berat pasir

: 13 gram

1) Variabel berubah : Konsentrasi SDS dan Variasi Pengadukan Shaker
a) Konsentrasi SDS

: 0; 0,5; 1; 2 cmc

b) Variasi Pengadukan Shaker : 0;50; 100 rpm

4. Analisa yang dilakukan :
a. Analisa Atomic Adsorption Spectroscopy (AAS)
b. Analisa pH dengan menggunakan pH meter
c. Analisa berat sampel menggunakan neraca analitik

5

Universitas Sumatera Utara